Utilisation de la grille pour la simulation de température de brillance dans une atmosphère nuageuse composée de cirrus

Utilisation de la grille pour la simulation de température de brillance dans une atmosphère nuageuse composée de cirru

Neural network retrieval of cloud parameters of inhomogeneous clouds from multispectral and multiscale radiance data: Feasibility study

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Monte-Carlo simulations of active remote sensing instruments within a highly resolved 3D cloudy atmosphere

International Radiation Symposium 2022, 4–8 July 2022, Thessaloniki, GreeceInternational audienceThis preliminary study aims to test a back to end 'numerical laboratory' based on three main numerical tools namely an atmospheric model, Monte-Carlo codes, and retrieval algorithms. To be more specific, this numerical laboratory aims to simulate realistic observations of satellite missions such as the A-Train, EarthCARE (Earth Clouds, Aerosols and Radiation Explore) and 3MI (The Multi-Viewing, -Channel, -Polarization Imager) based on Large Eddy Simulation outputs in order to quantify the 3D effects of the atmosphere as well as the impact of the microphysical/optical hypotheses, and to develop and test new retrieval algorithms. Preliminary results presented herein show that this approach is promising as radar and lidar signals are well simulated at high spatial resolution and numerical retrievals compared well with the model outputs especially, as expected, within the stratiform region of the simulated convective cloud

3DMCPOL: Using a 3D radiative transfer Monte-Carlo model to assess radiative effects on polarized reflectances above cloud scenes

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Assessment of cloud heterogeneities effects on brightness temperatures simulated with a 3D Monte Carlo code in the thermal infrared

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Three-dimensional polarized Monte Carlo atmospheric radiative transfer model (3DMCPOL): 3D effects on polarized visible reflectances of a cirrus cloud

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What is the effect of cloud inhomogeneities on actinic fluxes and chemical species concentrations?

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Effets de l'hétérogénéité des cirrus sur les températures de brillance et sur les propriétés optiques restituées par radiomètrie infrarouge depuis l'espace

Dans un contexte de changement climatique, les nuages sont l un des principaux facteurs d incertitudes, en particulier, les nuages de glaces (cirrus) qui ont un impact important sur l effet de serre. Afin d estimer les propriétés optiques des nuages à partir de mesures satellitaires, les algorithmes d inversion supposent que le pixel d observation est homogène et indépendant des autres. Ces approximations peuvent alors entraîner des erreurs sur la restitution des paramètres nuageux.Durant cette thèse, nous avons étudié l impact des hétérogénéités des cirrus sur les températures de brillances simulées au sommet de l atmosphère et sur les paramètres nuageux restitués dans l infrarouge thermique. Pour cela, nous avons adapté le générateur de nuages tridimensionnels 3DCloud aux cirrus. Ce générateur de nuage a ensuite été couplé au code 3DMCPOL, étendu à l infrarouge thermique et qui permet de simuler le transfert radiatif dans une atmosphère tridimensionnelle. Nous avons montré que l effet des hétérogénéités est au premier ordre fonction de l écart type de l épaisseur optique dans le pixel d observation et de l altitude du cirrus. Cet effet devient supérieur à 1 K à partir d une épaisseur optique visible de 0.3. L effet des hétérogénéités sur la restitution des propriétés optiques peut atteindre plus de 50% sur le diamètre effectif des cristaux et plus de 20% sur l épaisseur optique. Cet effet est largement supérieur aux autres erreurs possibles lors de l inversion et serait à considérer afin d améliorer la restitution des paramètres nuageux.In a global climate change context, clouds are one of the major uncertainties. In particular, ice clouds (cirrus) have an important impact on the greenhouse effect. In order to estimate clouds properties from spatial radiometric measurements, operational algorithms assume that the observation pixel is homogeneous and independent. These approximations may lead to errors on the retrieved cloud properties. In this thesis, we studied the impact of cirrus cloud heterogeneities on brightness temperatures simulated at the top of atmosphere and on the retrieved parameters from spatial infrared radiometry. We extended the cloud generator 3DCloud in order to generate cirrus and we coupled it with the radiative transfer code 3DMCPOL extended to the thermal infrared in order to simulate top of atmosphere brightness temperatures. We showed that the heterogeneities effect is mainly function of the optical thickness standard deviation inside the observation pixel and of the cirrus altitude. This effect becomes upper than 1 K from a visible optical thickness of 0.3. Heterogeneities effect on the retrieved optical properties can reach more than 50% on the ice crystal effective diameter and more than 20% on the optical thickness. This effect is much more important that to the others possible errors and it would have to be considered in order to improve the cloud properties retrieval.LILLE1-Bib. Electronique (590099901) / SudocSudocFranceF